太陽能電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及太陽能電池，尤其是涉及光電轉(zhuǎn)換效率高的硅太陽能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]最近，隨著人們清潔能源意識的日益提高，對利用太陽光產(chǎn)生電力的關(guān)注也大大增加。
[0003]利用太陽能產(chǎn)生電力的元件通常稱為太陽電池或太陽能電池。太陽能電池根據(jù)其結(jié)構(gòu)大體上可以分為太陽能電池和染料敏化太陽能電池。
[0004]硅太陽能電池具有PN結(jié)結(jié)構(gòu)。自從外部對太陽能電池照射光時，在半導(dǎo)體內(nèi)部成對形成電子和空穴，由PN結(jié)產(chǎn)生的電場，電子向N型半導(dǎo)體層，空穴向P型半導(dǎo)體層移動，由此產(chǎn)生電力。
[0005]以往，用于提高硅太陽能電池效率的手段，曾提出過利用鐵電材料的方案。這是在太陽能電池形成鐵電材料層，利用鐵電材料層的極化現(xiàn)象，擴(kuò)大太陽能電池的耗盡層寬度，由此降低在PN結(jié)面上的電子和空穴的再結(jié)合率。
[0006]在韓國專利注冊第10-0786855號揭示在太陽能電池的上側(cè)或下側(cè)全面形成鐵電材料層的結(jié)構(gòu)。然而，在太陽能電池的上側(cè)形成鐵電材料層時，鐵電材料層降低向太陽能電池入射的光量，由此可能發(fā)生降低太陽能電池效率的問題。而且，在太陽能電池的下側(cè)全面形成鐵電材料層時，在半導(dǎo)體層和太陽能電池的下部電極之間不能提供充分的電性接觸面積，因此限制電子或空穴的流量，結(jié)果發(fā)生降低太陽能電池效率的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]對此，本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的是提供可以有效地提高太陽能電池效率的太陽能電池。
[0008]根據(jù)用于實現(xiàn)所述目的的本發(fā)明第一觀點的太陽能電池，將自從外部入射的光轉(zhuǎn)換成電力的太陽能電池，其特征在于，包含:基板;在所述基板的上側(cè)形成的下部電極;在所述基板的上側(cè)和下部電極的外側(cè)部分形成的鐵電材料層;在所述鐵電材料層的上側(cè)形成的補(bǔ)助電極;在所述下部電極和補(bǔ)助電極的上側(cè)形成的第I導(dǎo)電型半導(dǎo)體層;在所述第I導(dǎo)電型的上側(cè)形成，并以與第I導(dǎo)電型相反導(dǎo)電型的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體構(gòu)成的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；以及以透明的導(dǎo)電性材質(zhì)構(gòu)成，并在所述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上側(cè)形成的上部電極；而構(gòu)成。
[0009]根據(jù)本發(fā)明第二觀點的太陽能電池，將自從外部入射的光轉(zhuǎn)換成電力的太陽能電池，其特征在于，包含:基板;在所述基板的上側(cè)形成的鐵電材料層;在所述基板的上側(cè)和鐵電材料層的外側(cè)部分形成的下部電極;在所述鐵電材料層的上側(cè)形成的補(bǔ)助電極;在所述下部電極和補(bǔ)助電極的上側(cè)形成的第I導(dǎo)電型半導(dǎo)體層;在所述第I導(dǎo)電型的上側(cè)形成，并以與第I導(dǎo)電型相反導(dǎo)電型的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體構(gòu)成的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；以及以透明的導(dǎo)電性材質(zhì)構(gòu)成，并在所述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上側(cè)形成的上部電極;而構(gòu)成。
[0010]而且，其特征在于，所述鐵電材料層披覆補(bǔ)助電極而形成。
[0011]而且，其特征在于，所述鐵電材料層是由無機(jī)物鐵電材料、無機(jī)物鐵電材料和有機(jī)物鐵電材料的混合材料、或有機(jī)物鐵電材料所構(gòu)成。
[0012]而且，其特征在于，在所述鐵電材料混合金屬物質(zhì)。
[0013]而且，其特征在于，所述鐵電材料層是通過上部電極和補(bǔ)助電極被極化。
[0014]根據(jù)本發(fā)明第三觀點的太陽能電池，將自從外部入射的光轉(zhuǎn)換成電力的太陽能電池，其特征在于，包含:基板;在所述基板的上側(cè)形成的下部電極;在所述下部電極的上側(cè)形成的第I導(dǎo)電型半導(dǎo)體層;在所述第I導(dǎo)電型的上側(cè)形成，并以與第I導(dǎo)電型相反導(dǎo)電型的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體構(gòu)成的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；以透明的導(dǎo)電性材質(zhì)構(gòu)成，并在所述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上側(cè)形成的上部電極;在所述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上側(cè)形成，并在所述上部電極的外側(cè)形成的鐵電材料層；以及在所述鐵電材料層的上側(cè)形成的補(bǔ)助電極;而構(gòu)成。
[0015]根據(jù)本發(fā)明第四觀點的太陽能電池，將自從外部入射的光轉(zhuǎn)換成電力的太陽能電池，其特征在于，包含:基板;在所述基板的上側(cè)形成的下部電極;在所述下部電極的上側(cè)形成的第I導(dǎo)電型半導(dǎo)體層;在所述第I導(dǎo)電型的上側(cè)形成，并以與第I導(dǎo)電型相反導(dǎo)電型的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體構(gòu)成的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層;在所述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上側(cè)形成的鐵電材料層；以透明的導(dǎo)電性材質(zhì)構(gòu)成，并在所述第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上側(cè)形成，同時在所述鐵電材料層的外側(cè)形成的上部電極；以及所述鐵電材料層的上側(cè)形成的補(bǔ)助電極;而構(gòu)成。
[0016]而且，其特征在于，所述鐵電材料層是由無機(jī)物鐵電材料、無機(jī)物鐵電材料和有機(jī)物鐵電材料的混合材料、或有機(jī)物鐵電材料所構(gòu)成。
[0017]而且，其特征在于，在所述鐵電材料混合金屬物質(zhì)。
[0018]而且，其特征在于，所述鐵電材料層是通過下部電極和補(bǔ)助電極被極化。
[0019]根據(jù)如上述構(gòu)成的本發(fā)明，不會限制向太陽能電池入射的光量，也充分地提供半導(dǎo)體層和下部或上部電極的接觸面積，由此可以顯著地提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說明】
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明第I實施例的太陽能電池的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖2是在圖1顯示的基板I上配置的下部電極2和補(bǔ)助電極3的布局平面圖。
[0022]圖3是根據(jù)本發(fā)明第2實施例的太陽能電池的結(jié)構(gòu)截面圖。
[0023]圖4是在圖3顯示的太陽能電池的主要部分平面圖。
[0024]圖5是根據(jù)本發(fā)明第3實施例的太陽能電池的結(jié)構(gòu)截面圖。
[0025]圖6是根據(jù)本發(fā)明第4實施例的太陽能電池的結(jié)構(gòu)截面圖。
【具體實施方式】
[0026]以下，參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。在以下說明的實施例只是顯示本發(fā)明的一個較佳實施例而已，這種實施例并不是用于限制本發(fā)明的權(quán)利范圍。本發(fā)明是在不脫離其技術(shù)思想的范圍下可以實施多種變形。
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明第I實施例的太陽能電池的結(jié)構(gòu)截面圖。
[0028]在圖中，在基板I的上側(cè)設(shè)置下部電極2和補(bǔ)助電極3。下部電極2與普通的太陽能電池一樣，是用于流動太陽能電池中生成的電子或空穴。補(bǔ)助電極3是用于極化后述的鐵電材料層4。
[0029]圖2是在圖1的基板I上配置的下部電極2和補(bǔ)助電極3的布局平面圖，補(bǔ)助電極3是沿著下部電極2的外圍部分配置。而且，在圖中，下部電極2和補(bǔ)助電極3并不限定于特定的形狀。例如，下部電極2可以以圓形形狀構(gòu)成，補(bǔ)助電極3的內(nèi)側(cè)面可以以圓形構(gòu)成。
[0030]在所述補(bǔ)助電極3的上側(cè)形成以鐵電材料構(gòu)成的鐵電材料層4，在這鐵電材料層4和下部電極2的基板I的上側(cè)整體上形成第I導(dǎo)電型半導(dǎo)體層5。
[0031]另外，在本實施例的另一變形例中，在所述補(bǔ)助電極3和下部電極2之間形成絕緣層，或優(yōu)選地在補(bǔ)助電極3的上側(cè)形成鐵電材料層4時，鐵電材料層4可以披覆整體補(bǔ)助電極3而形成。
[0032 ]作為構(gòu)成所述鐵電材料層4的鐵電材料，例如，可以采用有機(jī)物鐵電材料、有機(jī)物鐵電材料和有機(jī)物的混合物、有機(jī)物鐵電材料和金屬的混合物、有機(jī)物和無機(jī)物鐵電材料的混合物、或有機(jī)物鐵電材料和無機(jī)物鐵電材料的混合物等。
[0033]在所述第I導(dǎo)電型半導(dǎo)體層5的上側(cè)形成具有與第I導(dǎo)電型相反導(dǎo)電型的第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層6，在第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層6的上側(cè)形成以透光率良好的材質(zhì)構(gòu)成的上部電極7。此時，作為上部電極7，例如，除了 IT0、TC0、PT0、Zn0、CNT之外，可以采用導(dǎo)電性有機(jī)物、或?qū)щ娦杂袡C(jī)物和導(dǎo)電性無機(jī)物的混合物。
[0034]在上述結(jié)構(gòu)中，在太陽能電池的動作之前，利用上部電極7和補(bǔ)助電極3來極化鐵電材料層4。鐵電材料層4被極化后，在此產(chǎn)生的極化電場擴(kuò)大在第I導(dǎo)電型半導(dǎo)體層5和第2導(dǎo)電型半導(dǎo)體層6之間PN結(jié)部分生成的耗盡層面積，由此降低境界面上的電子和空穴的再結(jié)合率。而且，通過來自鐵電材料層4的極化電場，使電子和空穴圓滑地流動，由此顯著地提高太陽能電池的效率。
[0035]圖3是根據(jù)本發(fā)明第2實施例的太陽能電池的結(jié)構(gòu)截面圖。而且，圖4是在圖3的主要部分平面圖，其對應(yīng)于圖2。
[0036]在圖1的實施例中，在太陽能電池的下側(cè)中央部分設(shè)置下部電極2，在這